单项路灯管理系统的设计
摘要：本系统以89S52单片机为控制核心，采用单片机内的定时/数器为实现时钟计时，另外采用集成运算放大器和D/A转换器构成具有深度负反馈的数字可控直流电流源，用于调节LED 灯的亮度，系统由单片机控制，具有键盘设定，步进，液晶显示时间设定值和LED灯的功率，实现了按题目要求的两灯开关灯控制，以及10mA-600mA之间任意设定和步进。
关键词：可控电流源，路灯控制器，LED
1 引言
1.1 基于89S52单片机的路灯控制系统的研究
当今单片机的发展相当迅速，产品更新换代周期也越来越长，其结构不断改进，功能日益增强，性能价格比越来越高。目前全世界单片机制造商有很多家，产品有很多系列。它们在我国均得到了广泛使用。
路灯控制系统是生产生活和城市道路建设中必备的系统之一。根据设计题目要求，基于单片机为中心，通过AT89S52单片机实现对路灯定时开关及时间显示的控制。红外传感器部分电路通过可根据外界环境明暗的变化，能够自动进行开灯和关灯。红外传感器可以接收物体在一定范围内发出的红外线，因此，将红外传感器置于适当位置，便可实现灯依次点亮的控制。通过对AT89S52单片机进行编程，使用单片机的两个端口分别对两只路灯进行控制，并设定不同的开灯和关灯时间。路灯故障时，支路控制器产生低电平，送入AT89S52单片机，产生报警信号。
1.2 红外传感器
红外技术发展到现在，已经为大家所熟知，这种技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。红外传感系统是用红外线为介质的测量系统，按照功能能够分成五类：（1）辐射计，用于辐射和光谱测量；（2）搜索和跟踪系统，用于搜索和跟踪红外目标，确定其空间位置并对它的运动进行跟踪；（3）热成像系统，可产生整个目标红外辐射的分布图像；（4）红外测距和通信系统；（5）混合系统，是指以上各类系统中的两个或者多个的组合。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件，通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。
红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗（见热像仪）；利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报；采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等
利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。
2 系统方案论证
2．1方案一：采用单片机控制，PWM调节路灯亮度，需要较贵的PWM模块，控制较方便。
2．2方案二：采用单片机控制，运放负反馈和场效应管实现路灯亮度调节。其控制原理简单，且价格便宜容易实现。其控制电路简单，可线性调节，硬件电路简单，调试方便，电路工作的可靠性高。
综上所述，我选用第二种方案。
一、任务
设计并制作一套模拟路灯控制系统。单项路灯管理系统的设计
二、要求
（1）支路控制器有时钟功能，能设定、显示开关灯时间，并控制整条支路按时开灯和关灯。
（2）支路控制器应能根据环境明暗变化，自动开灯和关灯。
（3）支路控制器应能根据交通情况自动调节亮灯状态：当可移动物体M（在物体前端标出定位点，由定位点确定物体位置）由左至右到达S点时（见图2），灯1亮；当物体M到达B点时，灯1灭，灯2亮；若物体M由右至左移动时，则亮灯次序与上相反。
（4）支路控制器能分别独立控制每只路灯的开灯和关灯时间。
（5）当路灯出现故障时（灯不亮），支路控制器应发出声光报警信号，并显示有故障路灯的地址编号。
（6）单元控制器具有调光功能，路灯驱动电源输出功率能在规定时间按设定要求自动减小，该功率应能在20%～100%范围内设定并调节，调节误差≤2%。
三、说明
1．光源采用1 W的LED灯，LED的类型不作限定。
2．自制的LED驱动电源不得使用产品模块。
3．自制的LED驱动电源输出端需留有电流、电压测量点。
4．系统中不得采用接触式传感器。
毕业设计说明书目录
1 引言 ...................................................1
2 系统方案论证 ................................................2
2.1 方案一 ..........................................................2
2.2 方案二 ..........................................................3
3 各电路设计和论证 ......................................... 3
3.1 电源电路设计和论证 ............................................3
3.2 路灯控制电路的设计 ............................................5
3.3 检测电路设计和论证 ..............................................7
3.4 按键电路设计和论证 ...........................................8
3.5 显示电路的设计论证 ...........................................10
3.6 报警电路的设计论证 ...........................................12
3.7 通信电路的设计 ...............................................13
3.8 时序电路的设计 ...............................................13
3.9 复位电路的设计 ...............................................13
4 软件设计 ..................................................14
4.1 采用C语言编程 ...............................................14
4.2 程序流程图 ...................................................17
4.3 程序 ...................................................19
5 软硬件调试 ................................................21
5.1硬件调试 .......................................................21
5.2软件调试 .......................................................21
6 附录 ........................................................24
参考文献：
[1]潘松,赵敏笑.EDA技术及应用. 北京：科学出版社,2007
[2]赵明富,李立军. EDA技术基础. 北京：北京大学出版社,2007
[3]刘江海.EDA技术课程设计.武汉：华中科技大学出版社2009
[4]曹昕燕,周凤臣.EDA技术实验与课程设计.北京：清华大学出版社,2006
